Leonardo ENERGY RU

Один из корреспондентов Леонардо Энерджи Петухов В.С., технический директор A&Alpha Consulting (http://www.motor-diag.com), к.т.н., член IEEE обратил внимание редакции ЛЭ на один вопрос, важный не только с точки зрения обеспечения безопасности электроустановок, но и с точки зрения безопасности и исправной эксплуатации других инженерных систем современного здания, в частности — трубопроводов. Проблема заключается в том, что 7-й редакцией правил устройства электроустановок (ПУЭ-7), действующей в настоящее время в России, предусмотрено использование трубопроводов в качестве элемента электроустановки здания. Ниже приводится текст соответствующего пункта ПУЭ-7.

1.7.8.2.  Основная система уравнивания потенциалов в электроустановках до 1 кВ должна соединять между собой следующие проводящие части (рис. 1.7.7) :

1) нулевой защитный РЕ- или проводник питающей линии в системе

2) заземляющий проводник, присоединенный к заземляющему устройству электроустановки, в системах

3) заземляющий проводник, присоединенный к заземлителю повторного заземления на вводе в здание (если есть заземлитель);

4) металлические трубы коммуникаций, входящих в здание: горячего и холодного водоснабжения, канализации, отопления, газоснабжения и т.п.

Если трубопровод газоснабжения имеет изолирующую вставку на вводе в здание, к основной системе уравнивания потенциалов присоединяется только та часть трубопровода, которая находится относительно изолирующей вставки со стороны здания;

5) металлические части каркаса здания;

6) металлические части централизованных систем вентиляции и кондиционирования. При наличии  децентрализованных систем вентиляции и кондиционирования металлические воздуховоды следует присоединять к шине РЕ щитов питания вентиляторов и кондиционеров;

7) заземляющее устройство системы молниезащиты 2-й и 3-й категорий;

 Схема электроустановки здания

заземляющий проводник функционального (рабочего) заземления, если такое имеется и отсутствуют ограничения на присоединение сети рабочего заземления к заземляющему устройству защитного заземления;

9) металлические оболочки телекоммуникационных кабелей.

Проводящие части, входящие в здание извне, должны быть соединены как можно ближе к точке их ввода в здание.

Для соединения с основной системой уравнивания потенциалов все указанные части должны быть присоединены к главной заземляющей шине (см. 1.7.119 – 17.120) при помощи проводников системы уравнивания потенциалов.

Рис. 1.7.7. Система уравнивания потенциалов в здании:

М – открытая проводящая часть; С1 – металлические трубы водопровода, входящие в здание; С2 – металлические трубы канализации, входящие в здание; С3 – металлические трубы газоснабжения с изолирующей вставкой на вводе, входящие в здание; С4 – воздуховоды вентиляции и кондиционирования; С5 – система отопления; С6 – металлические водопроводные трубы в ванной комнате; С7 – металлическая ванна; С8 – сторонняя проводящая часть в пределах досягаемости от открытых проводящих частей; С9 — арматура железобетонных конструкций; ГЗШ – главная заземляющая шина; Т1 – естественный заземлитель; Т2 – заземлитель молниезащиты (если имеется); 1 – нулевой защитный проводник; 2 – проводник основной системы уравнивания потенциалов; 3 – проводник дополнительной системы уравнивания потенциалов; 4 — токоотвод системы молниезащиты; 5 – контур (магистраль) рабочего заземления в помещении информационного вычислительного оборудования; 6 – проводник рабочего (функционального) заземления; 7 — проводник уравнивания потенциалов в системе рабочего (функционального) заземления; 8 – заземляющий проводник Личный опыт нашего корреспондента по обслуживанию и устранению неисправностей электроустановок многих московских зданий показывает, что подобная практика приводит к протеканию токов большой силы по трубопроводам, которые большей частью являются открытыми для прямого контакта с людьми. Причем люди абсолютно уверены в электробезопасности труб, так как считают, что электросеть и трубопровод две совершенно разные и не пересекающиеся инженерные системы.

Ниже приведены фотографии, подтверждающие это.

Замеры (слева направо) показывают токи следующей силы: 15,24 А, 16,31 А, 12,7 А, 7,6 А, 10,49 А, 3,5 А.

Кроме угрозы жизни и здоровью людей, практика использования трубопроводов в системе выравнивания потенциалов и протекание по ним токов большой силы является причиной ускоренной электрохимической коррозии труб и быстрому нарушению их целостности. Ниже приведены результаты многолетних исследований, осуществленных в США.

 

The NACE Annual Conference and Corrosion Show, 11-15.03.1995, Cincinnati Convention Center, Cincinnati, Ohio.

Paper 519.

 

КОРРОЗИОННЫЕ ПРОБЛЕМЫ ВСЛЕДСТВИЕ ВЫПОЛНЕНИЯ ЭЛЕКТРИЧЕСКОГО ЗАЗЕМЛЕНИЯ НА ТРУБОПРОВОДЫ ВОДОСНАБЖЕНИЯ.

РЕЗЮМЕ

Одно из положений отчета Американского Комитета по Заземлениям 1944 г. гласит: «Нет никаких окончательных доказательств того, что переменный ток вызывает какие либо нежелательные эффекты с точки зрения коррозии труб или изменения качества воды.» Выполненные начиная с 1944 г. многочисленные исследования совершенно иначе рассматривают влияние постоянных и переменных токов утечки на коррозию трубопроводов. Резюме этих исследований состоит в следующем:

1. В системе водоснабжения протекают постоянный и переменный электрические токи, если трубопроводная система используется как часть электрической системы заземления.

2. Использование ряда современных электроприборов и устройств (фены, микроволновые печи, телевизоры, дрели переменной скорости, и т.д..), вместе с практикой электрического заземления на систему водоснабжения, приводит к значительному увеличению величины блуждающих постоянных токов, протекающих по трубопроводам.

3. Постоянные токи утечки, стекающие с подземной металлической трубы в почву или воду могут вызывать серьезную коррозию и преждевременное повреждение трубы. Степень коррозионных повреждений зависит от металла, величины постоянного тока и продолжительности стекания тока.

4. Переменные токи утечки могут вызывать внешнюю коррозию металлических конструкций: однако, при протекании такого же заряда, потери металла от коррозии постоянными блуждающими токами значительно больше, чем потери, вызванные переменными блуждающими токами. Для металлов, включая сталь, где точечная (питтинговая) коррозия возникает при протекании переменных блуждающих токов, точечная коррозия, а не равномерная, представляет наибольшую опасность. Переменный ток плотностью более 1 mA/cm2, вызывает значительную коррозию меди и стали.

5. Переменные токи утечки могут вызывать и ускорять коррозию незащищенного металла, изменяя потенциалы существующих анодов и катодов на поверхности и/или вследствие деполяризации существующих биметаллических или гальванических коррозионных ячеек.

6. Электрические токи утечки в системах водоснабжения вызывают проблемы качества питьевой воды. При этом фиксируются жалобы на «голубую воду», плохие вкус и запах и повышенное содержание свинца в питьевой воде.

7. Хотя это и не является темой настоящей статьи, практика электрического заземления на трубопроводы создает проблемы с обеспечением электробезопасности и другие проблемы. В отчетах эксплуатирующих водопроводы компаний указывается на искрение между разъединенными концами трубопровода, удары током обслуживающего персонала, потерю мощности в отдельных зданиях на той же самой улице и выход из строя двигателей и электроприборов внутри зданий.

Принимая во внимание современные исследования, которые однозначно свидетельствуют о том, что:

* электрическое заземление на трубопроводы может приводить к значительным переменным и постоянным блуждающим токам в трубопроводах;

* постоянные и переменные токи утечки в трубопроводах могут вызывать значительную коррозию труб и ухудшение качества воды;

* электрические токи в трубопроводах представляют опасность для обслуживающего персонала

представляется целесообразным полностью отказаться от практики использования трубопроводных систем как элемента систем электроснабжения.

Ниже показаны примеры электрохимической коррозии труб в результате протекания по ним токов.

По мнению Петухова В.С., с которым солидарна редакция ЛЭ, использование в схеме электроустановки устройства защитного отключения (УЗО) сделает невозможным наличие неисправности электроустановки, приводящей к токам утечки через заземляющий провод, а если таковой по умыслу или по неразумию окажется соединенным с трубопроводом, то и по трубам. Таким образом, редакция ЛЭ считает, что следует требовать обязательности применения УЗО в электроустановках жилых, общественных и административных зданий. В настоящее время, к сожалению, применение УЗО является только рекомендованной мерой защиты и полностью отдается на усмотрение проектировщика или главного энергетика (электрика) здания. Нередки случаи, когда из-за наличия неисправности электросети, вызывающей отключение УЗО, вместо поиска и устранения этой неисправности, электрик просто шунтирует контакты УЗО и выводит его из работы. Поэтому при проведении инспекций исправности электроустановок отдельным обязательным пунктом необходимо предусмотреть проверку правильности установки и работы УЗО.

Метки: защитное заземление, схема электроустановки здания, УЗО, электрохимическая коррозия труб, энергетика